Отдавна е загадка защо едно от най-основните човешки преживявания – усещането за физическа болка – варира в интензивност през целия ден. От ранните дни на медицината лекарите и пациентите са забелязали, че много видове болка са склонни да се влошават през нощта. Повечето изследвания досега се опитват да свържат нарастващата нощна болка с лишаване от сън или нарушен сън, но с ограничен успех.
В наскоро публикувано проучване учени, ръководени от Клод Гронфие от Изследователския център по невронауки в Лион във Франция, най-накрая хвърлиха светлина върху промяната на чувствителността към болка, предполагайки, че нашият циркаден часовник силно оформя тези смени, с характерен пик и най-ниска интензивност в различно време на ден.
Дори хората, които не могат да танцуват, имат вътрешни процеси, които пулсират във всяка система в тялото им. Познати като циркадни ритми, тези биологични процеси настройват активността си да се покачва и намалява в точно определени часове през деня, управлявани от вътрешния часовник на тялото. Те влияят на почти всяка телесна система, упражнявайки контрол над „почти всички аспекти на нашата физиология и поведение“, казва Ланс Кригсфелд, циркаден биолог от Калифорнийския университет в Бъркли.
Работата на Gronfier и неговия екип разкрива влиянието на тези ритми върху болката, като показва, че кратък, болезнен топлинен стимул се възприема като най-болезнен около 3 часа сутринта и най-малко болезнен около 15:00 часа. „Много е вълнуващо“, казва Надер Гасемлу, учен по болка в университета Куинс в Кингстън, Канада, който не е участвал в изследването. „Това е едно от тези проучвания, които отговарят на въпроси, които имаме от дълго време.“
Несигурността продължава толкова дълго, защото е трудно да се докаже, че нещо се задвижва от вътрешния часовник на тялото и изисква изтощително проучване. Изследователите трябва да поставят участниците в контролирана лабораторна среда, където могат да изключат всякакви фактори на околната среда или поведение, които също биха могли да причинят ритмични колебания. Този подход се нарича „постоянен рутинен протокол“, при който всичко се поддържа постоянно – осветление, температура, достъп до храна – и е невъзможно да се каже колко е часът. Участниците трябва да лежат в полулегнало положение в слабо осветена стая поне 24 часа. Не им е позволено да спят, да си тръгват или да стоят, за да използват тоалетната. Храната се дава само като малки закуски на всеки час. Участниците могат да разговарят с членовете на изследователския екип, но на служителите е строго забранено да споменават каквото и да било, свързано с часа. Според протокола нищо в околната среда или поведението на участниците вече не е ритмично, обяснява Гронфиер. Така че, ако изследователите забележат биологична мярка, която има 24-часов ритъм, този модел „излиза отвътре и точно от системата за циркадно време“.
За да разкрие ритмичния характер на болката, екипът на Gronfier намери 12 здрави млади мъже, които се съгласиха да се подложат на протокола за 34 часа. На всеки два часа екипът тества тяхната чувствителност към болка с помощта на устройство, поставено на предмишницата, което бавно повишава температурата с един градус по Целзий, докато не докладват болка. Участниците обикновено спират устройството, преди то да достигне около 46 градуса по Целзий (115 градуса по Фаренхайт). Участниците също бяха тествани с устройството, настроено на определени температури (42, 44 и 46 градуса по Целзий), след което бяха помолени да оценят по визуална скала нивото на болката, което изпитват.
Преди екипът да може да търси зависимости в тези данни, те трябваше да получат мярка за часовника на тялото на всеки човек. Докато ритмите на всеки следват дневен цикъл, някои се изкривяват по-рано или по-късно през деня – което води до „сутрешни чучулиги“, „нощни сови“ и всички между тях. Екипът направи това чрез събиране на ежечасни проби от слюнка, за да оцени повишаването на мелатонин, хормон, освобождаван около два часа преди нормалното време за лягане на някого, и след това използва тази информация, за да синхронизира ритмите на всички спрямо един 24-часов часовник. След това се появи ясен цикъл от болка. Средно чувствителността достигна своя връх между 3 сутринта и 4 сутринта при тази стандартизирана мярка, преди да достигне най-ниската си точка около 12 часа по-късно.
Екипът също показа, че тези ритми са специфични за болезнени стимули. Участниците също изпълниха задача, при която температурата бавно се покачваше, докато не откриха топлина, но при тези неболезнени прагове нямаше никакъв ритмичен модел за интензивността на това, което хората чувстваха.
„Има толкова много смисъл и въпреки това е сравнително неинтуитивно – защото ако беше толкова очевидно, щеше да е доказано отдавна“, казва Бет Дарнал, директор на лабораторията за иновации за облекчаване на болката в Станфордския университет. „Това е толкова ново, но има толкова много лицева валидност.“
Тъй като на участниците не беше позволено да спят през нощта, изследователите също успяха да разберат дали някакво повишаване на болката е свързано с лишаване от сън – преобладаващата теория преди новата статия. Проучвателният екип аргументира, че всяка повишена чувствителност към болка, причинена от лишаване от сън, бавно ще се натрупва линейно през нощта, тъй като напрежението за сън се увеличава. Това би контрастирало с нарастващ и намаляващ модел, управляван от циркадната система, и затова изследователите са използвали математическо моделиране, за да видят до каква степен промените в усещането за болка на участниците изглежда се обясняват с бавно нарастване спрямо ритмична промяна. Резултатите бяха впечатляваща победа за циркадната система: 80 процента от данните могат да се обяснят с циркадното движение, като само 20 процента се обясняват със съня.
„Бяхме изненадани от това съотношение. Наистина си мислех, че ще имаме много повече сън при шофиране“, казва Гронфиер. „Но това не означава, че сънят не е важен, защото направихме нашето проучване при много добре спящи.“ Повтарянето на проучването при хора, които са хронично лишени от сън или имат нарушение на съня, добавя той, може да покаже, че нуждата от сън има много по-голямо въздействие върху болката при някои.
Ще бъде необходимо изследването да се повтори и в извадка от жени. Тъй като е известно, че хормони като естроген влияят на циркадните ритми, е възможно изследователите да не открият същия модел на ритмичност на болката. „Виждаме полови разлики всеки път, когато правим нещо с мъже и жени“, казва Дебра Скин, циркаден биолог от университета Съри в Англия, която не е участвала в изследването. „Но за мен мисля, че ще бъде относно амплитудата – или колко голяма е тази крива – не мисля, че това ще промени времето, в което сме най-чувствителни.“
И въпреки че проучването беше малко, с извадка от само 12 мъже, ритмичните ефекти бяха толкова силни, че изследователи като Skene са уверени, че екипът е разкрил истинско циркадно влияние върху болката, което сега може да бъде изследвано при по-възрастни популации и хора от различни етноси .
В бъдеще Дарнал се надява, че изучаването на циркадния характер на болката, причинена от здравословни условия – да речем рак или херпес зостер – ще окаже влияние върху начина, по който се лекува тази болка. „Циркадната патология може да бъде по-важна терапевтична цел, отколкото се е оценявало преди“, казва тя. Може би е по-добре да се прилагат болкоуспокояващи въз основа на вътрешния часовник на тялото, а не на този на стената. Това е само едно от нещата, за които сега настояват изследователи като Джон Хогенеш, циркаден биолог в Детската болница в Синсинати.
През 2019 г. Хогенеш и колегите му публикуваха документ, показващ, че болничните рецепти за лекарства за болка се увеличават сутрин и намаляват през нощта. С други думи, болницата имаше собствен 24-часов ритъм, но не и такъв, който точно отразяваше нуждите на нейните пациенти. „Знаем, че болката се съобщава най-често през нощта и въпреки това болката не е била лекувана до следващия ден“, казва Хогенеш. Той се надява, че новата статия от лабораторията на Gronfier ще бъде прочетена от клиницистите, които след това може да решат да предпишат болкоуспокояващи за една нощ. Той също така се надява, че откритията ще насърчат повече изследвания по темата за колебанията на болката.
Но тъй като започва да се процежда повече работа, не можем да приемем, че ще покаже, че всеки тип болка достига своя връх през нощта. Някои хора с възпалителни болкови състояния като мигрена и артрит съобщават за повече болка сутрин, така че е възможно вариациите да зависят от вида на засегнатата тъкан или телесна система. И разбира се, разглеждането на различни групи от хора може да разкрие уникални ритми.
Що се отнася до това какво причинява нарастването и намаляването на болката, учените все още не са сигурни. Но има улики. Почти всяка клетка в тялото ви има свой собствен молекулярен часовник, който слуша сигналите от главния пейсмейкър в нашия мозък. И така, Замеел Кадър, невролог и невролог от Оксфордския университет, и колегите му предположиха, че болката, която чувстваме, може да се дължи на ритъма на клетките, които откриват болката. Скорошен препринт (ранна част от изследването, което все още очаква преглед от независими учени) от неговата лаборатория подкрепя това – доказано е, че колебанията на болката в продължение на 24 часа при мишки разчитат на молекулярните часовници, открити в нервните клетки, активирани от болезнен стимул. Когато използваха техника, която изтриваше молекулярните часовници в периферните нервни клетки на мишките, нивата на болката на гризачите бяха стабилни през целия ден.
Може би най-големият извод за сега е, че когато болката удари, ролята на циркадната система означава, че това, което върви нагоре, трябва да падне. По време на бавното влакче в увеселителен парк на усещането за болка може да сте само на няколко часа от облекчението, без да изпиете нито едно хапче. От друга страна, може да е на път да се влоши.